A szerény tranzisztor rendkívül fontos része a számítógépeknek és azok működésének. Valójában minden számítógép szó szerint milliárd tranzisztorral rendelkezik - a negyedik generációs Intel Core processzornak óriási 1, 7 milliárd tranzisztorja van - csak a processzoron. De hogyan működnek ezek a tranzisztorok? Elég boldog, hogy maga is elkészíthet egy számítógépet, és még mindig nem érti, hogyan működnek a tranzisztorok.
Természetesen ezért készítettük el ezt az útmutatót.
A tranzisztorokra való gondolkodás egyszerű módja az, hogy a processzorok felé irányítja az agyunk idegsejtjeit - apró apró kapcsolók, amelyek lehetővé teszik az emberek számára, hogy az eseményekre gondolkodjanak és emlékezzenek. A tranzisztor szilikonból készül, amely a homokban található kémiai elem, és amelyet több mint 50 évvel ezelőtt találtak ki.
Az alapok
Paul Downey | Flickr: http://bit.ly/2iYqIHw
A tranzisztor működésének alapjai valójában nagyon egyszerűek. Az esetek túlnyomó többségében a tranzisztor a két dolog egyikét hajtja végre - vagy egy jel erősítésére, vagy kapcsolóként működik.
Ha egy tranzisztor úgy működik, mint egy erősítő, akkor alapvetően kis elektromos áramot vesz fel, és az áramot sokkal nagyobbra növeli. Ez egy nagyon fontos funkció, különösen az audio világban - jelerősítők nélkül nem hallja például a mikrofonok által felvett jelet.
Mint már említettük, a tranzisztorok kapcsolókként is működnek - vagyis apró elektromos áramot vesznek be, és ez az áram egy másik, nagyobb áramot eredményez. Ez a tranzisztor fajtája a leggyakrabban a számítógépekben - mivel a tranzisztorok léteznek két állapot egyikében, külön-külön be- és kikapcsolhatók, és mint ilyenek, akár 1, akár 0 lehetnek. Egy milliárd tranzisztorral egy processzor, az 1-es és a 0-as nagyobb mennyiségű adatot eredményez. Ezért az újabb számítógépek több adatot tudnak feldolgozni egy időben - mivel a tranzisztorok egyre kisebbek, így többük fér el egy chipre.
Szilícium és szendvicsek
A tranzisztorok, amint már említettük, szilikonból készültek, amely természetesen nem vezet elektromos áramot. Ha azonban a szilíciumot kémiai elemekkel, például arzénnel vagy foszforral manipuláljuk, a szilíciumnak van néhány extra elektronikája, ami azt jelenti, hogy sokkal könnyebben képes átvinni az elektromos áramot. Mivel az elektronok negatív töltésűek, a szilíciumot ezzel a kezeléssel n-típusúnak nevezzük.
Ha a szilíciumot más elemekkel, például bórral kezeljük, akkor a közelben lévő elektronok inkább beleáramolnak, nem pedig tőle - ez az úgynevezett p-típus.
Ez a két típusú szilícium rétegben van kombinálva, lényegében lehetővé téve a különféle elektromos alkatrészek működését. Például, ha n és p típusú rétegek vannak, az elektronok az egyik oldalon, a másik oldalon pedig kifelé áramolnak. Ezt diódanak hívják.
Természetesen úgy dönt, hogy csak három réteg alkalmazását használja kettő helyett - lényegében szilikon szendvicsek készítésére. Attól függően, hogy ez a szilícium hogyan van rétegezve, létrehozhatunk valamit, amely erősíti az áramot, vagy létrehozhatunk egy kapcsolót. Legyen szó ezeknek a szavaknak is - igen, ha ezek a szilikon szendvicsek tranzisztorok.
Záró
A tranzisztorok széles körben alkalmazhatók, és építőkövei a technológia fejlődésének. Egyre kisebbek lesznek, így a processzorok egyre erősebbek lesznek.
